低功耗存儲(chǔ)器接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低功耗存儲(chǔ)器接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)中，提到低功耗設(shè)計(jì)，在寄存器傳輸級(jí)和邏輯門級(jí)電路設(shè)計(jì)和綜合階段，可采用的低功耗優(yōu)化技術(shù)主要包括:時(shí)鐘受控技術(shù)、預(yù)計(jì)算技術(shù)、重定時(shí)技術(shù)、路徑平衡技術(shù)、邏輯分解技術(shù)等等，對(duì)于存儲(chǔ)器，還包括低功耗存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)技術(shù)。
[0003]在實(shí)際低功耗電路的設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘受控技術(shù)使用得較為普遍，且相對(duì)而言較其他技術(shù)容易處理、效果更容易評(píng)估；另外存儲(chǔ)器一般在芯片中會(huì)占據(jù)較大的功耗和面積，因此，采用低功耗的存儲(chǔ)器十分有意義。
[0004]傳統(tǒng)的時(shí)鐘受控技術(shù)，通常是指門控時(shí)鐘技術(shù)，該技術(shù)一般是在時(shí)鐘樹的頂端、主干或分支上分別加入門控時(shí)鐘裝置，對(duì)核心時(shí)鐘、某個(gè)時(shí)鐘域時(shí)鐘或者某個(gè)觸發(fā)器組的時(shí)鐘進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)字電路相關(guān)邏輯動(dòng)態(tài)功耗的不同粒度的控制。比如，發(fā)明名稱為:一種可實(shí)時(shí)對(duì)H-tree進(jìn)行控制的微處理器門控時(shí)鐘裝置、申請(qǐng)?zhí)枮?01010610310.7中國(guó)專利申請(qǐng)是使用門控時(shí)鐘技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種對(duì)微處理器的H-tree進(jìn)行控制的門控時(shí)鐘裝置；發(fā)明名稱為:門控時(shí)鐘鎖存器、其操作方法和采用其的集成電路、申請(qǐng)?zhí)枮?01310337046.8的中國(guó)專利申請(qǐng)是對(duì)門控時(shí)鐘鎖存器的一種設(shè)計(jì)。發(fā)明名稱為:門控時(shí)鐘電路及相關(guān)方法、申請(qǐng)?zhí)枮?00510087422.8的中國(guó)專利申請(qǐng)也是對(duì)門控時(shí)鐘電路本身的一種設(shè)計(jì)。
[0005]存儲(chǔ)器的低功耗設(shè)計(jì)，通常是對(duì)存儲(chǔ)器電路結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到各種條件下的低功耗目的。比如，發(fā)明名稱為:低功耗SRAM單元電路結(jié)構(gòu)、申請(qǐng)?zhí)枮?01410192216.2的中國(guó)專利申請(qǐng)就是一種低功耗SRAM單元電路結(jié)構(gòu)；發(fā)明名稱為:基于電荷再利用和位線分級(jí)的低功耗8管SRAM芯片設(shè)計(jì)方法、申請(qǐng)?zhí)枮?01310467311.4的中國(guó)專利申請(qǐng)中提到的是基于電荷再利用和位線分級(jí)的低功耗8管SRAM芯片設(shè)計(jì)方法；發(fā)明名稱為:低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM、申請(qǐng)?zhí)枮?01110188458.0的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)岢龅氖且环N針對(duì)存儲(chǔ)陣列減少漏電流的靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM系統(tǒng)。
[0006]目前的存儲(chǔ)器雖有低功耗設(shè)計(jì)，但是存儲(chǔ)器在工作時(shí)仍存在由于不必要的時(shí)鐘端、信號(hào)端的翻轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生不必要的功耗，現(xiàn)有技術(shù)中還未有針對(duì)此部分功耗的專門設(shè)計(jì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種低功耗存儲(chǔ)器接口電路，旨在從芯片的系統(tǒng)架構(gòu)角度進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)，從寄存器傳輸級(jí)降低存儲(chǔ)器的功耗，甚至在已經(jīng)使用了低功耗存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低存儲(chǔ)器的功耗。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種低功耗存儲(chǔ)器接口電路，包括:
[0009]門控時(shí)鐘單元，用于在接收到有效的門控時(shí)鐘輸入信號(hào)時(shí)，釋放時(shí)鐘信號(hào)至目標(biāo)存儲(chǔ)器的時(shí)鐘端；
[0010]過濾電路，連接于所述門控時(shí)鐘單元與目標(biāo)存儲(chǔ)器之間，用于僅在所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)有效時(shí)，允許請(qǐng)求方訪問所述目標(biāo)存儲(chǔ)器，否則將請(qǐng)求方的訪問請(qǐng)求予以過濾。
[0011]進(jìn)一步地，還包括時(shí)鐘輸入單元，用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)和使能信號(hào)，并在使能信號(hào)有效時(shí)，生成一有效的門控時(shí)鐘輸入信號(hào)；所述門控時(shí)鐘單元具體為，與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于在接收到所述有效的門控時(shí)鐘輸入信號(hào)時(shí)，釋放時(shí)鐘信號(hào)至與所述片選信號(hào)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)存儲(chǔ)器的時(shí)鐘端。
[0012]進(jìn)一步地，當(dāng)所述使能信號(hào)為低電平有效時(shí)，所述時(shí)鐘輸入單元包括:第一反相器，其輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的使能信號(hào)；以及第一與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)，第二輸入端與所述第一反相器的輸出端連接，輸出端連接所述門控時(shí)鐘單元和所述過濾電路。
[0013]進(jìn)一步地，當(dāng)所述使能信號(hào)高電平有效時(shí)，所述時(shí)鐘輸入單元包括:第二與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)，第二輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的使能信號(hào)，輸出端連接所述門控時(shí)鐘單元和所述過濾電路。
[0014]進(jìn)一步地，所述門控時(shí)鐘單元包括:鎖存器，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端連接所述時(shí)鐘輸入單元的輸出端，第二輸入端用于接收時(shí)鐘信號(hào)；第三與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述鎖存器的輸出端連接，第二輸入端用于接收時(shí)鐘信號(hào)，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的時(shí)鐘端。
[0015]進(jìn)一步地，所述過濾電路包括:第四與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)，第二輸入端用于接收請(qǐng)求方的寫/讀數(shù)據(jù)，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端；第二反相器，其輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)；第一或門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述第二反相器的輸出端連接，第二輸入端接收請(qǐng)求方的低電平有效的寫/讀使能信號(hào)，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的寫/讀使能端；第五與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)，第二輸入端用于接收請(qǐng)求方的寫/讀地址，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的地址輸入端。
[0016]進(jìn)一步地，所述過濾電路包括:第六與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)，第二輸入端用于接收請(qǐng)求方的寫/讀數(shù)據(jù)，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸入/輸出端；第七與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)，第二輸入端接收請(qǐng)求方的高電平有效的寫/讀使能信號(hào)，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的寫/讀使能端；第八與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端與所述時(shí)鐘輸入單元連接，用于接收所述門控時(shí)鐘輸入信號(hào)，第二輸入端用于接收請(qǐng)求方的寫/讀地址，輸出端連接目標(biāo)存儲(chǔ)器的地址輸入端。
[0017]本實(shí)用新型所提供的低功耗存儲(chǔ)器接口電路，將門控時(shí)鐘技術(shù)運(yùn)用在存儲(chǔ)器的接口電路上，根據(jù)存儲(chǔ)器的片選信號(hào)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的控制，以及存儲(chǔ)器的其他輸入信號(hào)的過濾，進(jìn)一步消除無(wú)效翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)在低功耗存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低存儲(chǔ)器的功耗的效果，即使對(duì)普通的、沒有采取低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)的存儲(chǔ)器，也可以降低其功耗。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型提供的低功耗存儲(chǔ)器接口電路的邏輯結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020]本實(shí)用新型基于存儲(chǔ)器片選信號(hào)的自動(dòng)時(shí)鐘控制，以及基于該片選信號(hào)的相關(guān)輸入接口信號(hào)的自動(dòng)過濾電路，當(dāng)來(lái)自外部的訪問需求(此處“外部”指MCU、DSP、或芯片中其他需要訪問存儲(chǔ)器的器件)選中芯片內(nèi)部的存儲(chǔ)器模塊中的某片存儲(chǔ)器時(shí)，該片選信號(hào)進(jìn)入門控時(shí)鐘電路，將該片存儲(chǔ)器的時(shí)鐘自動(dòng)打開，同時(shí)，經(jīng)過一些邏輯門處理，在該片選信號(hào)的控制下，將該片存儲(chǔ)器其他相應(yīng)的輸入接口信號(hào)釋放給存儲(chǔ)器；當(dāng)該片存儲(chǔ)器沒有被選中時(shí)，其片選信號(hào)無(wú)效，門控時(shí)鐘電路不會(huì)將時(shí)鐘輸出給該片存儲(chǔ)器，同時(shí)，該片存儲(chǔ)器其他相應(yīng)的輸入接口信號(hào)也會(huì)被過濾掉，而不會(huì)送到存儲(chǔ)器中。
[0021]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所提供的低功耗存儲(chǔ)器接口電路包括時(shí)鐘輸入單元11、門控時(shí)鐘單元12以及過濾電路13。其中，時(shí)鐘輸入單元11用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)Ram_block_select和使能信號(hào)Mem_cen，并在使能信號(hào)有效時(shí)，生成一有效的門控時(shí)鐘輸入信號(hào)Block Enable (One Cycle Pulse);門控時(shí)鐘單元12與時(shí)鐘輸入單元11連接，用于在接收到有效的門控時(shí)鐘輸入信號(hào)Block Enable (One Cycle Pulse)時(shí)，釋放時(shí)鐘信號(hào)gclk至與片選信號(hào)Ram_block_select對(duì)應(yīng)的目標(biāo)存儲(chǔ)器RAM的時(shí)鐘端；過濾電路13連接于門控時(shí)鐘單元11與目標(biāo)存儲(chǔ)器RAM之間，用于僅在門控時(shí)鐘輸入信號(hào)Block Enable (OneCycle Pulse)有效時(shí)，允許請(qǐng)求方訪問目標(biāo)存儲(chǔ)器RAM,否則將請(qǐng)求方的訪問請(qǐng)求予以過濾。
[0022]本實(shí)用新型中，上述目標(biāo)存儲(chǔ)器RAM可以是單片存儲(chǔ)器，也可以是多片存儲(chǔ)器中的一個(gè)子存儲(chǔ)器。當(dāng)請(qǐng)求方要訪問存儲(chǔ)器RAM時(shí)，假如該存儲(chǔ)器RAM由多片子存儲(chǔ)器組成，則由訪問地址判斷出哪一片存儲(chǔ)器被選中，對(duì)被選中的那一片存儲(chǔ)器產(chǎn)生相應(yīng)的片選信號(hào)Ram_block_select ;若該存儲(chǔ)器RAM只包含一片存儲(chǔ)器，則該片存儲(chǔ)器的片選信號(hào)可以被優(yōu)化掉，即時(shí)鐘輸入單兀11可以去掉，片選信號(hào)Ram_block_select作為門控時(shí)鐘輸入信號(hào)接入門控時(shí)鐘單元12。
[0023]當(dāng)使能信號(hào)為低電平有效時(shí)，時(shí)鐘輸入單元11可包括第一反相器112和第一與門電路111，第一反相器112輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的使能信號(hào)Mem_cen，第一與門電路111具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)Ram_block_select，第二輸入端與第一反相器112的輸出端連接，輸出端連接門控時(shí)鐘單元12和過濾電路13。
[0024]作為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，使能信號(hào)Mem_Cen也可以為高電平有效，此時(shí)，時(shí)鐘輸入單元11可僅包括第二與門電路，其具有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用于接收來(lái)自請(qǐng)求方的片選信號(hào)Ram_block_select，第二